Guía De Vías Ferreas

SUPERESTRUCTURA FERROVIARIA.

VÍAS FÉRREAS – GENERALIDADES.

DEFINICIÓN

Un ferrocarril se define como el camino provisto de perfiles paralelos denominados rieles, sobre los que se deslizan una serie de vehículos movidos por tracción eléctrica, motores eléctricos o motores diesel - eléctricos.

CLASIFICACIÓN

En la actualidad no se cuenta con una clasificación unificada de las líneas del ferrocarril, debido a que las mismas presentan una gran variedad en sus características. Tomando en cuenta algunos puntos de vista, se pueden clasificar en:

LÍNEAS PRINCIPALES Y SECUNDARIAS

Las líneas principales son aquellas que forman las grandes líneas tróncales, y las líneas secundarias las que complementan la red formada por las anteriores dando así un sistema completo de líneas férreas.

LÍNEAS DE VÍA ANGOSTA Y VÍA ANCHA

Esta clasificación corresponde al nivel de servicio que prestan las líneas férreas, sin tener en cuenta si es una línea principal o secundaria, es decir que una línea principal no necesariamente debe ser de línea ancha o que una secundaria sea de línea angosta, ya que ello dependerá de los aspectos de servicio que son relacionados a la construcción. El ancho de la vía, definida como trocha de vía, es la separación entre rieles, como se muestra en la figura 1.1.

Fig. 1. 1. Trocha de la vía.

LÍNEAS DE TRANSITO GENERAL, URBANAS Y SUB - URBANAS

Esta es una clasificación relativa al servicio público que prestan. Así se tiene que las líneas de tránsito general corresponden al servicio nacional o internacional de larga distancia. Las líneas suburbanas son aquellas que comunican una población con sus zonas de influencia cercanas. Las líneas urbanas son las que prestan servicio dentro de las poblaciones, ya sean estos servicios efectuados sobre la superficie, como los tranvías, subterráneos o elevados, y como los metropolitanos.

Existen también líneas de servicio particular que corresponden a las líneas dedicadas exclusivamente al servicio de algunas empresas de carácter privado, tales como las líneas mineras.

A pesar que el estudio del trazado geométrico de la vía, no ha sido considerado en el presente tomo, es necesario introducir al menos el análisis del peralte de la vía, como un criterio practico, ya que al no satisfacer este criterio, no se aseguraría ciertas condiciones en el cálculo de la seguridad, donde este peralte tiene influencia indirecta.

PERALTE TEÓRICO

Este peralte debe considerarse solo como teórico, ya que en la practica el peralte que se puede dar a la vía se encuentra limitado por la coexistencia de trenes rápidos y trenes lentos; en estos últimos, que se encuentran con exceso de peralte, el apoyo de las pestañas con el riel interior, agravado por la resultante de las fuerzas de tracción, origina el desgaste de tales elementos y, sobre todo, aumenta notablemente la resistencia a la rodadura, hasta el punto de hacer difícil el arranque en caso de parada imprevista en curva. Debe observarse que, por efecto del peralte, la presión del vehículo sobre los rieles aumenta.

PERALTE PRÁCTICO

Se tomara al peralte practico a los 2/3 del valor del teórico.

Donde:

h = Peralte teórico.

h1 = Peralte práctico.

V = Velocidad.

R = Radio de curvatura.

s = Ancho de vía mas dos veces el semi-ancho de la cabeza del riel.

g = Ancho de la cabeza del riel.

T: Ancho de vía.

El límite del peralte se encontrara entre:

Y

Riel.

Se denomina riel, carril, raíl o trillo a cada una de las barras metálicas sobre las que se desplazan las ruedas de los trenes y tranvías y soportan los efectos de las cargas verticales de las cargas verticales; su perfil está diseñado para resistir esfuerzos de flexión.

Los rieles se disponen como una de las partes fundamentales de las vías férreas y actúan de soporte, dispositivo de guiado y elemento conductor de la corriente eléctrica. La característica técnica más importante del ferrocarril es el contacto entre el riel y la rueda con pestaña, siendo sus principales cualidades su material, forma y peso.

Historia.

Siglo v antes de Cristo—primeros rieles conocidos en la edad de piedra y bronce.

Posteriormente reaparecen como rieles de madera usados en las minas.

Siglo VIII—Aparición de primeros rieles de hierro fundido en Alemania e Inglaterra.

Siglo XIX—Construcción de rieles de acero laminado con patín, aumentando su longitud y duración.

Aparecen las ruedas provistas de pestañas y la mejora de materiales.

Actualidad—Rieles de acero provenientes de procesos eléctricos y al oxígeno, que permiten cargas de más de 30 ton por eje y velocidades de hasta 300 km/h.

Perfiles utilizados.

En el comienzo del transporte por ferrocarril se utilizaron rieles con dos cabezas, con la intención de que fueran usados nuevamente una vez que la cabeza en servicio llegara a su límite de desgaste. Luego se vio que tal operación no era posible, dado que, al invertir su posición, no resultaban aptos para el tráfico debido al desgaste ocasionado por los durmientes en la superficie de apoyo, y se adoptó el perfil actual, llamado Vignole, el cual consta de una cara inferior ancha, destinada al apoyo sobre los durmientes, y una cara superior, más angosta y de mayor altura, destinada a guiar y sostener las ruedas.

En grúas es común emplear un perfil específico, denominado Burdach, con una forma más achatada y ancha que en el perfil Vignole.

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Riel antiguo Riel de garganta

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Riel Burdach Rieles Vignole

Características necesarias del perfil

La cabeza del raíl debe tener un ancho y altura suficiente según las cargas y la pestaña. El contacto en la rodadura no debe ser puntual, repartiendo los esfuerzos para evitar desgastes, para lo que la inclinación de la cabeza es de 1/20, compromiso entre la circulación en recta y en curva.

• El espesor del alma del raíl debe transmitir las solicitaciones de la cabeza hacia el patín, teniendo en cuenta la corrosión y las solicitaciones transversales.

• La anchura del patín da la rigidez para una repartición correcta de la carga sin volteo del raíl, siendo la relación altura-anchura óptima entre 1,1 y 1,2. La relación espesor/ancho del patín debe ser inferior

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